本發(fā)明涉及以稀土元素(r)、將fe或者fe及co作為必須的至少一種以上的鐵族元素(t)、以及硼(b)作為主成分的r-t-b系永久磁鐵。

背景技術(shù)：

r-t-b系永久磁鐵具有優(yōu)異的磁特性，因此，被用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的音圈電動(dòng)機(jī)(vcm)、搭載于混合動(dòng)力汽車上的電動(dòng)機(jī)等各種電動(dòng)機(jī)、或家電產(chǎn)品等。在電動(dòng)機(jī)等中使用r-t-b系永久磁鐵的情況下，為了適應(yīng)高溫下的使用環(huán)境，要求耐熱性優(yōu)異，而且具有高的矯頑力。

作為提高r-t-b系永久磁鐵的矯頑力(hcj)的方法，一直進(jìn)行的是為了提高r2t14b相的磁晶各向異性而用dy或tb等重稀土元素來置換主要使用nd或pr等輕稀土元素的稀土元素r的一部分。一直以來，趨勢(shì)于難以不使用重稀土元素而要制造具有能夠用于電動(dòng)機(jī)等中的程度的矯頑力的磁鐵。

然而，dy或tb與nd或pr相比資源稀少，而且更昂貴。在近些年來，dy或tb由于大量使用它們的高矯頑力型的r-t-b系永久磁鐵的急速的需求的擴(kuò)大從而供給不穩(wěn)定嚴(yán)重。因此，尋求即便是極力減少了dy或tb的使用的組成也能得到為了應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)等中所必需的矯頑力。

在這樣的狀況中，近年來，也在積極地進(jìn)行不使用dy或tb而提高r-t-b系永久磁鐵的矯頑力的研究開發(fā)。其中，報(bào)告了在相比通常的r-t-b系永久磁鐵的組成減少了b含量的組成中矯頑力提高。

例如，在專利文獻(xiàn)1中報(bào)告了通過相比通常的r-t-b系合金降低b濃度，并且含有選自al、ga、cu中的一種以上的金屬元素m，使r2t17相生成，充分地確保以該r2t17相為原料生成的富過渡金屬相(r6t13m)的體積率，由此抑制了dy的含量，并且可以得到矯頑力高的r-t-b系稀土類燒結(jié)磁鐵。

在專利文獻(xiàn)2中報(bào)告了通過將r量、b量、ga量設(shè)定為特定的范圍的組成，從而形成厚的二顆粒晶界，不使用dy而可以得到具有高的br和高的hcj的r-t-b燒結(jié)磁鐵。

但是，通過這些技術(shù)，不使用dy、tb而得到的r-t-b系永久磁鐵的矯頑力作為用于在高溫環(huán)境下使用的電動(dòng)機(jī)的磁鐵尚不充分。

另一方面，通常已知通過將r-t-b系永久磁鐵中的主相顆粒微細(xì)化，可以提高矯頑力。例如，在專利文獻(xiàn)3中公開有通過將r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的主相的結(jié)晶粒徑以圓當(dāng)量直徑計(jì)設(shè)定為8μm以下，并且將4μm以下的結(jié)晶顆粒所占的面積率設(shè)定為主相整體的80％以上，由此提高r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力的技術(shù)。但是，在這樣使主相顆粒微細(xì)化后的r-t-b系永久磁鐵中，在不使用dy、tb的組成中也不能得到對(duì)于高溫環(huán)境下的使用充分的矯頑力。另外，在專利文獻(xiàn)3中，為了不引起異常晶粒生長地?zé)Y(jié)d50為3μm以下的粒度的微粉末，將燒結(jié)溫度設(shè)定為1000℃以下的低溫。因此，需要長時(shí)間的燒結(jié)，也存在生產(chǎn)性降低的問題。

另外，作為抑制燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長的方法，已知有添加規(guī)定量的zr的方法。例如，在專利文獻(xiàn)4中示出，通過在氧量非常低且含有r、co、b、cu、al及ga的組成中添加0.03wt％～0.25wt％的zr，可以抑制燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長，實(shí)現(xiàn)良好的磁特性和寬的燒結(jié)溫度范圍。但是，記載于專利文獻(xiàn)4的實(shí)施例中的微粉碎粉末的平均粒徑為4μm，在進(jìn)一步降低微粉碎粉末的粒度的情況下，存在不能充分地抑制燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長的課題。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-216965號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國際公開第2014/157448號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：國際公開第2009/122709號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2006-295140號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明者們考慮在將上述的必要條件組合，并且減少了b的含量的組成中，如果能夠?qū)-t-b系永久磁鐵的主相顆粒微細(xì)化，則能夠期待矯頑力的進(jìn)一步提高，并對(duì)此進(jìn)行了研究。但是，可知僅將這些技術(shù)簡單地組合時(shí)，存在以下的課題。

為了將r-t-b系永久磁鐵中的結(jié)晶顆粒微細(xì)化，需要減小作為原料使用的微粉碎粉末的粒度。但是，如果減小微粉碎粉末的粒度，則如上所述有容易發(fā)生燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長的趨勢(shì)。由于發(fā)生異常晶粒生長，會(huì)引起矩形比的降低、進(jìn)一步矯頑力的大幅降低。因此，為了抑制異常晶粒生長，需要使燒結(jié)溫度為低溫。但是，可知，在減小了b濃度的組成中，如果使燒結(jié)溫度成為低溫，則在永久磁鐵中容易殘留軟磁性的fe顆粒，不能得到充分的矯頑力、矩形比。因此，如果以減小了b濃度的組成降低微粉碎粉末的粒度，則在燒結(jié)溫度低的條件下因fe顆粒的殘留而不能得到充分的矯頑力。在燒結(jié)溫度高的條件下，因異常晶粒生長而不能得到充分的矯頑力。在任意條件下都不能得到具有充分的矯頑力的r-t-b系永久磁鐵。

另外，作為用于使用粒度細(xì)的微粉碎粉末不引起異常晶粒生長地進(jìn)行燒結(jié)的方法之一，考慮大幅增加已知有抑制異常晶粒生長效果的元素即zr的添加量。但是，如果僅單純地增加zr添加量，則雖然能夠抑制燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長，但矯頑力會(huì)大幅降低，存在不能得到具有充分的矯頑力的r-t-b系永久磁鐵的課題。

本發(fā)明是鑒于如上所述的實(shí)際情況而成的，其目的在于提供一種即使減少重稀土元素的使用量，也能夠得到高的矯頑力的r-t-b系永久磁鐵。

用于解決課題的技術(shù)手段

為了解決上述的課題，達(dá)成目的，本發(fā)明者們以以下所示的方針進(jìn)行了探討。

(1)在減少了b的含量的組成、具體而言b的含量為0.75質(zhì)量％以上且0.88質(zhì)量％以下的組成中，以通過將r-t-b系永久磁鐵的主相顆粒微細(xì)化至成為2.8μm以下的粒徑來提高矯頑力為目標(biāo)。

(2)為了使主相顆粒的平均粒徑成為2.8μm以下，降低微粉碎粉末的粒度。通過相比現(xiàn)有的使zr的含量增量，并且設(shè)定為0.65質(zhì)量％以上，抑制燒結(jié)時(shí)的異常晶粒生長。

在該方針中，伴隨將zr的含量增量的矯頑力降低成為課題。因此，在減少了b的含量的組成中，對(duì)于防止在zr的含量多的情況下引起的矯頑力降低的對(duì)策進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該組成中，根據(jù)r-t-b系永久磁鐵中所含的碳量，矯頑力的值敏感地變化，僅在某一特定的組成平衡時(shí)，可以得到高的矯頑力，至此完成本發(fā)明。

本發(fā)明的r-t-b系永久磁鐵其特征在于，所述r-t-b系永久磁鐵具有由r2t14b型化合物構(gòu)成的主相顆粒，

r為稀土元素，t為必須有fe或必須有fe和co的鐵族元素，b為硼，

所述主相顆粒的平均粒徑為0.8μm以上且2.8μm以下，

除了r、t、b以外，至少含有c及zr，

b的含量為0.75質(zhì)量％以上且0.88質(zhì)量％以下，

zr的含量為0.65質(zhì)量％以上且5.00質(zhì)量％以下，

滿足下述(1)式，

5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6(1)

在此，[b]是以原子％表示的b含量，[c]是以原子％表示的c含量，[zr]是以原子％表示的zr含量。

根據(jù)上述本發(fā)明的r-t-b系永久磁鐵，減少了b的含量的組成產(chǎn)生的矯頑力的提高與主相顆粒的微細(xì)化產(chǎn)生的矯頑力的提高相互結(jié)合，在降低了dy、tb的含量的組成中也能夠得到高的矯頑力。這樣，在b的含量少且zr的含量多的特定的組成區(qū)域中，對(duì)于因r-t-b系永久磁鐵中所含的碳量而矯頑力的值敏感地變化，僅在某一特定的組成平衡時(shí)得到高的矯頑力的理由，本發(fā)明者們推測(cè)如下。

(1)在以b量比化學(xué)計(jì)量比組成少的組成的原料為起始原料的情況下，用于形成構(gòu)成主相顆粒的r2t14b型化合物的b量不足，因此，為了補(bǔ)充該b不足量，存在于永久磁鐵中的雜質(zhì)即c固溶于主相顆粒的r2t14b型化合物的b位點(diǎn)，形成由r2t14bxc(1-x)的組成式表示的r2t14b型化合物。

(2)在制作永久磁鐵時(shí)，在實(shí)施了500℃附近的時(shí)效處理時(shí)，晶界相變化成液相，但在該工序中，主相顆粒的最表面部也部分熔解成為液相。在時(shí)效處理結(jié)束，液相因冷卻而再次變化成固相時(shí)，在形成固相的晶界相的同時(shí)，在主相顆粒表面再次析出r2t14b型化合物。通過時(shí)效處理而熔解的主相顆粒最表面的化合物是組成式r2t14bxc(1-x)所表示的化合物，但在該500℃附近的溫度區(qū)域難以發(fā)生c向r2t14b型化合物的固溶，液相因冷卻而再次變化成固相時(shí)組成式r2t14b所表示的化合物向主相顆粒最表面析出。即，時(shí)效處理中熔解的主相顆粒最表面部的r2t14bxc(1-x)中所含的r2t14c的量在主相顆粒中的比例減小，而在晶界相中的比例增加。通過這樣的機(jī)理，通過500℃附近的時(shí)效處理形成厚的二顆粒晶界。通過形成了厚的二顆粒晶界，主相顆粒彼此被磁分離，發(fā)現(xiàn)高的矯頑力。

(3)在b量少的組成中，在將zr量增量的情況下，由于zr是碳化物的生成自由能非常低的元素，所以與c結(jié)合，有形成zrc化合物的趨勢(shì)。因此，如果將zr量增量，則有c量不足的趨勢(shì)，正因?yàn)閏量不足的量，代替主相的r2t14b型化合物而容易產(chǎn)生如r2t17型化合物那樣的軟磁性化合物。這樣，如果軟磁性化合物的量增加，則有矯頑力急劇降低的趨勢(shì)，因此，在[b]+[c]-[zr]的值成為小于5.0的值的組成中，不能得到充分的矯頑力。

(4)在b量少且zr量多的組成中將c量增量，且[b]+[c]-[zr]的值成為5.0以上且5.6以下的組成范圍時(shí)，根據(jù)上述(1)、(2)所記載的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)高的矯頑力。

(5)在使c量進(jìn)一步增量，成為[b]+[c]-[zr]的值超過5.6的組成的情況下，相對(duì)于主相顆粒中的b不足，存在大幅過剩的量的c，晶界相中所含的c的量增加。在500℃附近的時(shí)效處理中晶界相變化成液相時(shí)，因?yàn)榭梢匀芙庥谝合嘀械腸量有上限，所以晶界相的c增加的量造成了主相顆粒最表面部的r2t14bxc(1-x)型化合物不能溶解。因此，通過時(shí)效處理不能形成厚的二顆粒晶界，主相顆粒彼此的磁分離減弱，矯頑力降低。

進(jìn)而，本發(fā)明中，也可以滿足下述(2)式。

5.2≦[b]+[c]-[zr]≦5.4(2)

在此，[b]是以原子％表示的b含量，[c]是以原子％表示的c含量，[zr]是以原子％表示的zr含量。

通過為這樣的范圍的組成，從而有容易得到進(jìn)一步更高的矯頑力的趨勢(shì)。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，r的含量也可以為25質(zhì)量％以上且36質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，co的含量為0.3質(zhì)量％以上且4.0質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，c的含量也可以為0.1質(zhì)量％以上且0.3質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵也可以進(jìn)一步含有g(shù)a，且ga的含量為0.2質(zhì)量％以上且1.5質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵也可以進(jìn)一步含有cu，且cu的含量為0.05質(zhì)量％以上且1.5質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵也可以進(jìn)一步含有al，且al的含量為0.03質(zhì)量％以上且0.6質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵也可以進(jìn)一步含有o，且o的含量為0.05質(zhì)量％以上且0.5質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵也可以進(jìn)一步含有n，且n的含量為0.01質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，重稀土元素的含量也可以為1質(zhì)量％以下(包含0質(zhì)量％)。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，b的含量也可以為0.78質(zhì)量％以上且0.84質(zhì)量％以下。

本發(fā)明所涉及的r-t-b系永久磁鐵中，zr的含量也可以為0.65質(zhì)量％以上且2.50質(zhì)量％以下。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種即使減少重稀土元素的使用量也能夠得到高的矯頑力的r-t-b系永久磁鐵。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是表示制造本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方法的一例的流程圖。

符號(hào)的說明

4…主相顆粒

6…晶界

100…r-t-b系燒結(jié)磁鐵

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖所示的實(shí)施方式來說明本發(fā)明。

第一實(shí)施方式

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及作為r-t-b系永久磁鐵的一種的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

＜r-t-b系燒結(jié)磁鐵＞

對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵100具有由r2t14b型化合物構(gòu)成的主相顆粒4和存在于主相顆粒4之間的晶界6。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中所含的主相顆粒由具有由r2t14b型的四方晶構(gòu)成的晶體結(jié)構(gòu)的r2t14b型化合物構(gòu)成。

r表示稀土元素的至少一種。稀土元素是指屬于長周期型周期表的第三族的sc、y和鑭系元素。在鑭系元素中，例如包括la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu等。稀土元素分為輕稀土類及重稀土類，重稀土元素是指gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu，輕稀土元素是除此以外的稀土元素。

在本實(shí)施方式中，t表示fe或者包含fe及co的一種以上的鐵族元素。t可以單獨(dú)為fe，也可以fe的一部分用co置換。在將fe的一部分置換為co的情況下，可以不降低磁特性而提高溫度特性。

本實(shí)施方式所涉及的r2t14b型化合物中，b可以將b的一部分置換為碳(c)。由此，具有在進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)容易形成厚的二顆粒晶界，容易提高矯頑力的效果。

構(gòu)成本實(shí)施方式所涉及的主相顆粒4的r2t14b型化合物也可以含有各種公知的添加元素。具體而言，也可以含有ti、v、cu、cr、mn、ni、zr、nb、mo、hf、ta、w、al、ga、si、bi、sn等元素中的至少一種元素。

本實(shí)施方式中，通過使用圖像處理等方法分析r-t-b系燒結(jié)磁鐵的截面，求出主相顆粒的平均粒徑。具體而言，在通過圖像分析求出了r-t-b系燒結(jié)磁鐵的截面中的各主相顆粒的截面積后，將具有該截面積的圓的直徑(圓當(dāng)量直徑)定義為該截面中的該主相顆粒的粒徑。進(jìn)一步，對(duì)在該截面上存在于成為分析對(duì)象的視野的全部主相顆粒求得粒徑，將(主相顆粒的粒徑的合計(jì)值)/(主相顆粒的個(gè)數(shù))所表示的算術(shù)平均值定義為該r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的主相顆粒的平均粒徑。此外，在各向異性磁鐵的情況下，將與r-t-b系燒結(jié)磁鐵的易磁化軸平行的截面用于分析。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中所含的主相顆粒的平均粒徑為2.8μm以下。通過將主相顆粒的平均粒徑設(shè)定為2.8μm以下，可以得到高的矯頑力。進(jìn)一步，主相顆粒的平均粒徑也可以為2.0μm以下的范圍。通過設(shè)定為這樣的范圍，容易得到進(jìn)一步更高的矯頑力。另外，對(duì)于主相顆粒的平均粒徑?jīng)]有特別的下限，但從容易良好地維持r-t-b系燒結(jié)磁鐵的磁化性的觀點(diǎn)出發(fā)，主相顆粒的平均粒徑也可以為0.8μm以上。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的晶界至少具有r的濃度比構(gòu)成主相顆粒的r2t14b型化合物高的富r相。除了富r相以外，也可以含有硼(b)的濃度高的富b相、r氧化物相、r碳化物相、zr化合物相等。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的r的含量可以為25質(zhì)量％以上且36質(zhì)量％以下，也可以為29.5質(zhì)量％以上且35質(zhì)量％以下。通過r的含量為25質(zhì)量％以上，容易充分地進(jìn)行成為r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相的r2t14b型化合物的生成。因此，具有軟磁性的α-fe等難以析出，磁特性容易提高。另外，通過r的含量為36質(zhì)量％以下，從而r-t-b系燒結(jié)磁鐵中所含的r2t14b型化合物的比例容易增加，容易提高剩余磁通密度。進(jìn)而，從提高矯頑力的觀點(diǎn)出發(fā)，r的含量也可以為31質(zhì)量％以上且34質(zhì)量％以下。r的含量也可以為31.00質(zhì)量％以上且33.00質(zhì)量％以下。另外，本實(shí)施方式中，從成本降低及避免資源風(fēng)險(xiǎn)這一點(diǎn)出發(fā)，作為r所含的重稀土元素的量也可以為1.0質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的b的含量為0.75質(zhì)量％以上且0.88質(zhì)量％以下。通過b的含量這樣處于比r2t14b型化合物的化學(xué)計(jì)量比組成大幅低的范圍，從而如上所述在進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)容易形成厚的二顆粒晶界，容易得到高的矯頑力。進(jìn)而，b的含量也可以為0.78質(zhì)量％以上且0.84質(zhì)量％以下。通過在這樣的范圍，矯頑力容易更進(jìn)一步提高。

如上所述，t表示fe或者包含fe及co的一種以上的鐵族元素。在作為t含有co的情況下，co的含量可以為0.3質(zhì)量％以上且4.0質(zhì)量％以下，也可以為0.5質(zhì)量％以上且1.5質(zhì)量％以下。如果co的含量為4.0質(zhì)量％以下，則有剩余磁通密度變高的趨勢(shì)。另外，有容易降低本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的成本的趨勢(shì)。另外，如果co的含量為0.3質(zhì)量％以上，則有耐腐蝕性提高的趨勢(shì)。另外，本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的fe的含量為r-t-b系燒結(jié)磁鐵的構(gòu)成要素中的實(shí)質(zhì)上的余量。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵含有0.65質(zhì)量％以上的zr。通過這樣含有大量的zr，從而即使在將微粉碎粉末的粒度變細(xì)的情況下，也能夠充分抑制燒結(jié)時(shí)的晶粒生長。zr的含量也可以為0.90質(zhì)量％以上。通過設(shè)定為這樣的范圍，能夠不產(chǎn)生異常晶粒生長而擴(kuò)展可以得到充分的矯頑力的燒結(jié)溫度的范圍。另外，通過根據(jù)zr含量調(diào)整b及c的含量，能夠得到高的矯頑力，因此，從得到矯頑力的觀點(diǎn)出發(fā)，zr含量也可以多。例如，認(rèn)為可以將zr的含量增多至5.00質(zhì)量％。但是，從防止剩余磁通密度的降低的觀點(diǎn)出發(fā)，zr的含量可以為2.50質(zhì)量％以下，也可以為2.00質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有g(shù)a。ga的含量可以為0.2質(zhì)量％以上且1.5質(zhì)量％以下，也可以為0.4質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下。通過含有g(shù)a，在時(shí)效處理時(shí)容易形成厚的二顆粒晶界，容易得到高的矯頑力。如果ga的含量為1.5質(zhì)量％以下，則有剩余磁通密度提高的趨勢(shì)。另外，如果ga的含量為0.2質(zhì)量％以上，則有矯頑力提高的趨勢(shì)。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有cu。cu的含量可以為0.05質(zhì)量％以上且1.5質(zhì)量％以下，也可以為0.10質(zhì)量％以上且0.6質(zhì)量％以下。通過含有cu，得到的磁鐵能夠高矯頑力化、高耐腐蝕性化、改善溫度特性。通過cu的含量為1.5質(zhì)量％以下，有剩余磁通密度提高的趨勢(shì)。另外，如果cu的含量為0.05質(zhì)量％以上，則有矯頑力提高的趨勢(shì)。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有al。通過含有al，得到的磁鐵能夠高矯頑力化、高耐腐蝕性化、改善溫度特性。al的含量可以為0.03質(zhì)量％以上且0.6質(zhì)量％以下，也可以為0.10質(zhì)量％以上且0.4質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有上述以外的添加元素。具體而言，可舉出ti、v、cr、mn、ni、nb、mo、hf、ta、w、si、bi、sn等。上述以外的添加元素的含量在將r-t-b系燒結(jié)磁鐵整體設(shè)定為100質(zhì)量％時(shí)，也可以合計(jì)為2.0質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有0.5質(zhì)量％以下的程度的氧(o)。從耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，氧量可以為0.05質(zhì)量％以上，從磁特性的觀點(diǎn)出發(fā)，氧量也可以為0.2質(zhì)量％以下。也可以為0.09質(zhì)量％以上且0.17質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵含有一定量的碳(c)。本實(shí)施方式中，通過按照b及zr的含量調(diào)整c的含量，可以得到高的矯頑力。因此，c含量的優(yōu)選的范圍雖然也根據(jù)其它組成而變化，但也可以為0.1質(zhì)量％以上且0.3質(zhì)量％以下的范圍。通過r-t-b系燒結(jié)磁鐵含有0.1質(zhì)量％以上的碳，即使是b含量低的組成，也能夠防止r2t17型化合物等軟磁性化合物的形成，容易得到高的矯頑力。另外，如果碳量為0.3質(zhì)量％以下，則容易形成厚的二顆粒晶界，有矯頑力提高的趨勢(shì)。c的含量也可以為0.15質(zhì)量％以上且0.30質(zhì)量％以下。

另外，本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，也可以含有一定量的氮(n)。一定量根據(jù)其它參數(shù)等變化并適量決定，但從磁特性的觀點(diǎn)出發(fā)，氮量也可以為0.01質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下。也可以為0.04質(zhì)量％以上且0.07質(zhì)量％以下。

本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，各元素的含量為上述的范圍，并且b、c及zr的含量滿足如下的特定的關(guān)系。即，在將b、c及zr的以原子％表示的含量分別設(shè)定為[b]、[c]及[zr]時(shí)，滿足5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的關(guān)系。這樣，通過為滿足5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的關(guān)系的組成，可以以如上述的機(jī)理得到高的矯頑力。進(jìn)而，本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵也可以為滿足5.2≦[b]+[c]-[zr]≦5.4的關(guān)系的組成。通過為滿足這樣的關(guān)系的組成，可以得到進(jìn)一步更高的矯頑力。

r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的各元素的含量可以通過熒光x射線分析法(xrf)、電感耦合等離子體發(fā)光分析法(icp-aes)等目前眾所周知的方法進(jìn)行測(cè)定。另外，氧量例如通過惰性氣體熔融-非分散型紅外線吸收法進(jìn)行測(cè)定，碳量例如通過氧氣流中燃燒-紅外線吸收法進(jìn)行測(cè)定，氮量例如通過惰性氣體熔融-熱導(dǎo)法進(jìn)行測(cè)定。

上述b、c及zr的以原子％表示的含量在本實(shí)施例中通過以下的順序求出。

(1)首先，通過上述的分析方法分析r-t-b系燒結(jié)磁鐵中所含的各元素的含量，求出各元素的含量的質(zhì)量％計(jì)的分析值(x1)。作為分析對(duì)象的元素為在r-t-b系燒結(jié)磁鐵中含有0.05質(zhì)量％以上的元素、及氧、碳、氮。

(2)求出各元素的含量的質(zhì)量％計(jì)的分析值(x1)分別除以各元素的原子量所得到的值(x3)。

(3)對(duì)于分析出的全部元素，求出以百分率表示各元素的(x3)的值相對(duì)于將上述(x3)的值合計(jì)所得到的值的比例，將其設(shè)定為各元素的以原子％表示的含量(x2)。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵通常加工成任意的形狀使用。本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的形狀沒有特別地限定，例如可以制成長方體、六面體、平板狀、四棱柱等柱狀、r-t-b系燒結(jié)磁鐵的截面形狀為c型的圓筒狀等任意的形狀。作為四棱柱，例如可以是底面為長方形的四棱柱、底面為正方形的四棱柱。

另外，本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，包括加工后將該磁鐵磁化的磁鐵產(chǎn)品、和沒有將該磁鐵磁化的磁鐵產(chǎn)品這兩者。

＜r-t-b系燒結(jié)磁鐵的制造方法＞

使用附圖對(duì)制造具有如上所述的結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方法的一個(gè)例子進(jìn)行說明。圖2是表示制造本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方法的一例的流程圖。如圖2所示，制造本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方法具有以下的工序。

(a)準(zhǔn)備原料合金的合金準(zhǔn)備工序(步驟s11)；

(b)粉碎原料合金的粉碎工序(步驟s12)；

(c)將粉碎后的原料粉末成型的成型工序(步驟s13)；

(d)將成型體燒結(jié)，得到r-t-b系燒結(jié)磁鐵的燒結(jié)工序(步驟s14)；

(e)對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工序(步驟s15)；

(f)將r-t-b系燒結(jié)磁鐵冷卻的冷卻工序(步驟s16)。

[合金準(zhǔn)備工序：步驟s11]

準(zhǔn)備本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的原料合金(合金準(zhǔn)備工序(步驟s11))。在合金準(zhǔn)備工序(步驟s11)中，將與本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的組成對(duì)應(yīng)的原料金屬在真空或ar氣等惰性氣體氣氛中熔融之后，使用其進(jìn)行鑄造，由此制作具有所希望的組成的原料合金。此外，本實(shí)施方式中，對(duì)使用單獨(dú)的合金作為原料合金的單合金法的情況進(jìn)行說明，也可以使用將第一合金和第二合金這兩種合金混合來制作原料粉末的2合金法。

作為原料金屬，例如可以使用稀土類金屬或稀土類合金、純鐵、硼鐵、進(jìn)一步這些的合金或化合物等。鑄造原料金屬的鑄造方法例如是鑄塊鑄造法、薄片連鑄法、書型鑄模法、離心鑄造法等。得到的原料合金在有凝固偏析的情況下，根據(jù)需要進(jìn)行均質(zhì)化處理。在進(jìn)行原料合金的均質(zhì)化處理時(shí)，在真空或惰性氣體氣氛下、以700℃以上且1500℃以下的溫度保持1小時(shí)以上來進(jìn)行。由此，r-t-b系燒結(jié)磁鐵用合金熔融而被均質(zhì)化。

[粉碎工序：步驟s12]

在制作了原料合金后，將原料合金粉碎(粉碎工序(步驟s12))。粉碎工序(步驟s12)有粉碎至粒徑成為數(shù)百μm～數(shù)mm左右的粗粉碎工序(步驟s12-1)、和微粉碎至粒徑成為數(shù)μm左右的微粉碎工序(步驟s12-2)。

(粗粉碎工序：步驟s12-1)

將原料合金粗粉碎至各粒徑成為數(shù)百μm～數(shù)mm左右(粗粉碎工序(步驟s12-1))。由此，得到原料合金的粗粉碎粉末。粗粉碎可以通過在使原料合金吸附氫之后，基于不同相間的氫吸附量的差異使氫放出并進(jìn)行脫氫從而發(fā)生自崩解性粉碎(氫吸附粉碎)來進(jìn)行。

此外，粗粉碎工序(步驟s12-1)除了如上所述使用氫吸附粉碎以外，也可以在惰性氣體氣氛中使用搗磨機(jī)、顎式破碎機(jī)、布朗粉碎機(jī)等粗粉碎機(jī)來進(jìn)行。

另外，為了得到高的磁特性，從粉碎工序(步驟s12)到燒結(jié)工序(步驟s15)的各個(gè)工序的氣氛也可以為低氧濃度。氧濃度可以通過各制造工序中的氣氛的控制等來進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果各制造工序的氧濃度高，則原料合金粉末中的稀土元素發(fā)生氧化，r-t-b系燒結(jié)磁鐵的氧量增大，會(huì)導(dǎo)致r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力降低。因此，例如，也可以將各工序的氧的濃度設(shè)定為100ppm以下。

(微粉碎工序：步驟s12-2)

在將原料合金粗粉碎之后，將得到的原料合金的粗粉碎粉末微粉碎至平均粒徑成為數(shù)μm左右(微粉碎工序(步驟s12-2))。由此，得到原料合金的微粉碎粉末。通過進(jìn)一步將粗粉碎后的粉末微粉碎，從而可以得到具有平均粒徑為0.1μm以上且2.8μm以下的顆粒的微粉碎粉末，也可以得到具有平均粒徑為0.5μm以上且2.0μm以下的顆粒的微粉碎粉末。通過將微粉碎粉末的平均粒徑設(shè)定為這樣的范圍，可以使燒結(jié)后的主相顆粒的平均粒徑成為2.8μm以下。

微粉碎可以通過一邊適當(dāng)調(diào)整粉碎時(shí)間等條件，一邊使用氣流磨、珠磨機(jī)等微粉碎機(jī)對(duì)粗粉碎后的粉末進(jìn)行進(jìn)一步的粉碎來實(shí)施。氣流磨是由狹小的噴嘴來釋放高壓的惰性氣體(例如，n2氣)產(chǎn)生高速的氣流，由該高速的氣流來加速原料合金的粗粉碎粉末并使原料合金的粗粉碎粉末彼此發(fā)生碰撞或者使其與靶材或容器壁發(fā)生碰撞來進(jìn)行粉碎的干式粉碎法。

特別是，在要使用氣流磨得到小的粒徑的微粉碎粉末的情況下，粉碎后的粉末表面非?；罨?，因此，容易發(fā)生粉碎后的粉末彼此的再凝聚或向容器壁的附著，有收率降低的趨勢(shì)。因此，在將原料合金的粗粉碎粉末微粉碎時(shí)，通過添加硬脂酸鋅、油酸酰胺等粉碎助劑來防止粉末彼此的再凝聚或向容器壁的附著，由此可以以高的收率得到微粉碎粉末。另外，通過這樣添加粉碎助劑，也能夠得到在成型中使用時(shí)容易取向的微粉碎粉末。粉碎助劑的添加量根據(jù)微粉碎粉末的粒徑或添加的粉碎助劑的種類而變化，但以質(zhì)量％計(jì)也可以為0.1％～1％左右。

作為如氣流磨那樣的干式粉碎以外的方法，有濕式粉碎法。作為濕式粉碎法，例如可以使用利用小直徑的珠子使之高速攪拌的珠磨機(jī)。另外，也可以進(jìn)行在利用氣流磨干式粉碎后，進(jìn)一步利用珠磨機(jī)進(jìn)行濕式粉碎的多段粉碎。

[成型工序：步驟s13]

將原料合金微粉碎之后，將微粉碎粉末成型為目標(biāo)的形狀(成型工序(步驟s13))。在成型工序(步驟s13)中，通過將微粉碎粉末充填于配置在電磁鐵中的模型內(nèi)并進(jìn)行加壓，從而將微粉碎粉末成型為任意的形狀。此時(shí)，一邊施加磁場(chǎng)一邊進(jìn)行，通過施加磁場(chǎng)從而使微粉碎粉末產(chǎn)生規(guī)定的取向，以使結(jié)晶軸取向的狀態(tài)在磁場(chǎng)中成型。由此可以得到成型體。得到的成型體因?yàn)橄蛱囟ǚ较蛉∠?，所以能夠得到具有更?qiáng)磁性的各向異性的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

成型時(shí)的加壓也可以在30mpa～300mpa下進(jìn)行。施加的磁場(chǎng)也可以為950ka/m～1600ka/m。施加的磁場(chǎng)不限定于靜磁場(chǎng)，也可以為脈沖狀磁場(chǎng)。另外，也可以并用靜磁場(chǎng)和脈沖狀磁場(chǎng)。

此外，作為成型方法，除了如上所述將微粉碎粉末直接成型的干式成型以外，也可以應(yīng)用對(duì)使微粉碎粉末分散于油等溶劑中而成的漿料進(jìn)行成型的濕式成型。

對(duì)微粉碎粉末進(jìn)行成型而得到的成型體的形狀沒有特別地限定，例如可以為長方體、平板狀、柱狀、環(huán)狀等根據(jù)所希望的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的形狀制成任意的形狀。

[燒結(jié)工序：步驟s14]

在真空或者惰性氣體氣氛中將在磁場(chǎng)中成型并成型為目標(biāo)形狀而得到的成型體燒結(jié)，得到r-t-b系燒結(jié)磁鐵(燒結(jié)工序(步驟s14))。對(duì)成型體，例如通過進(jìn)行在真空中或者在惰性氣體的存在下以900℃以上且1200℃以下加熱1小時(shí)以上且72小時(shí)以下的處理來進(jìn)行燒結(jié)。由此，微粉碎粉末發(fā)生液相燒結(jié)，得到主相的體積比率發(fā)生了提高的r-t-b系燒結(jié)磁鐵(r-t-b系磁鐵的燒結(jié)體)。為了將主相顆粒的平均粒徑設(shè)定為2.8μm以下，需要根據(jù)組成、粉碎方法、粒度和粒度分布的差異等各條件來調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間。

在燒結(jié)了成型體之后，從提高生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行急冷。

[時(shí)效處理工序：步驟s15]

在燒結(jié)了成型體之后，對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行時(shí)效處理(時(shí)效處理工序(步驟s15))。燒結(jié)后，通過在低于燒結(jié)時(shí)的溫度的條件下保持所得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵等來對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵實(shí)施時(shí)效處理。時(shí)效處理例如可以通過進(jìn)行真空中或惰性氣體的存在下以400℃以上且900℃以下加熱10分鐘以上且10小時(shí)以下的處理來進(jìn)行。時(shí)效處理根據(jù)需要也可以改變溫度進(jìn)行多次處理。通過這樣的時(shí)效處理，可以提高r-t-b系燒結(jié)磁鐵的磁特性。本實(shí)施方式的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，進(jìn)行時(shí)效處理的溫度也可以設(shè)定為400℃～600℃的范圍。在該溫度范圍中，通過根據(jù)組成、粒度和粒度分布的差異等各條件適宜調(diào)整時(shí)效處理溫度、時(shí)效處理時(shí)間，可以形成厚的二顆粒晶界，由此可以得到高的矯頑力。

[冷卻工序：步驟s16]

在對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵實(shí)施過時(shí)效處理之后，在ar氣氣氛中對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行急冷(冷卻工序(步驟s16))。由此，能夠得到本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。為了形成厚的二顆粒晶界，得到高的矯頑力，冷卻速度也可以設(shè)定為30℃/min以上。

通過以上的工序得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵根據(jù)需要也可以加工成所希望的形狀。加工方法例如可以舉出切斷、研磨等形狀加工、滾筒研磨等倒角加工等。

也可以具有對(duì)加工后的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的晶界進(jìn)一步使重稀土元素?cái)U(kuò)散的工序。晶界擴(kuò)散可以通過在用涂布或蒸鍍等使包含重稀土元素的化合物附著于r-t-b系燒結(jié)磁鐵的表面之后進(jìn)行熱處理，或者在包含重稀土元素的蒸氣的氣氛中對(duì)r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行熱處理來實(shí)施。由此，能夠進(jìn)一步提高r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力。

得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵也可以實(shí)施鍍層或樹脂覆膜或氧化處理、化學(xué)處理等表面處理。由此，也可以進(jìn)一步提高耐腐蝕性。

本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵例如能夠適宜用作在轉(zhuǎn)子表面安裝有磁鐵的表面磁鐵型(surfacepermanentmagnet：spm)旋轉(zhuǎn)機(jī)、如內(nèi)轉(zhuǎn)子型的無刷電動(dòng)機(jī)那樣的內(nèi)部磁鐵嵌入型(interiorpermanentmagnet：ipm)旋轉(zhuǎn)機(jī)、prm(永久磁鐵磁阻電動(dòng)機(jī)，permanentmagnetreluctancemotor)等的磁鐵。具體來說，本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系燒結(jié)磁鐵適宜用作硬盤驅(qū)動(dòng)器的硬盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)用主軸電動(dòng)機(jī)或音圈電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)車或混合動(dòng)力汽車用電動(dòng)機(jī)、汽車的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)械的伺服電動(dòng)機(jī)、手機(jī)的振動(dòng)器用電動(dòng)機(jī)、印刷機(jī)用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)用電動(dòng)機(jī)等用途。

第二實(shí)施方式

本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及通過熱加工制造的r-t-b系永久磁鐵。對(duì)于第二實(shí)施方式，在以下沒有記載的方面與第一實(shí)施方式相同。另外，第一實(shí)施方式中記載為“燒結(jié)”的部分適當(dāng)換用另一措詞。

＜通過熱加工的r-t-b系永久磁鐵的制造方法＞

制造本實(shí)施方式所涉及的r-t-b系永久磁鐵的方法具有以下的工序。

(a)將原料金屬熔融，將得到的金屬熔液急冷得到薄帶的熔融急冷工序；

(b)粉碎薄帶而得到薄片狀的原料粉末的粉碎工序；

(c)將粉碎后的原料粉末冷成型的冷成型工序；

(d)將冷成型體預(yù)加熱的預(yù)加熱工序；

(e)將預(yù)加熱后的冷成型體熱成型的熱成型工序；

(f)使熱成型體塑性變形為規(guī)定的形狀的熱塑性加工工序；

(g)對(duì)r-t-b系永久磁鐵進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工序。

(a)熔融急冷工序是將原料金屬熔融，將得到的金屬熔液急冷從而得到薄帶的工序。將原料金屬熔融的方法沒有特別地限制。只要可以得到成分均勻且具有能夠急冷凝固的程度的流動(dòng)性的金屬熔液即可。金屬熔液的溫度沒有特別限制，也可以為1000℃以上。

接著，將金屬熔液急冷得到薄帶。具體而言，在旋轉(zhuǎn)輥上滴下金屬熔液，由此得到薄帶。金屬熔液的冷卻速度可以通過控制旋轉(zhuǎn)輥的圓周速度及金屬熔液的滴下量來進(jìn)行調(diào)整。圓周速度通常為10～30m/秒。

(b)粉碎工序是粉碎通過(a)熔融急冷工序得到的薄帶的工序。粉碎方法沒有特別限制。通過粉碎，可以得到由約20nm的微晶粒構(gòu)成的薄片狀的合金粉末。

(c)冷成型工序是將通過(b)粉碎工序得到的薄片狀的原料粉末冷成型的工序。冷成型通過在室溫下將原料粉末充填到模型中之后進(jìn)行加壓來進(jìn)行。加壓時(shí)的壓力沒有特別限制。壓力越高，得到密度越高的冷成型體。但是，如果壓力成為某一值以上，則密度飽和。因此，即使進(jìn)行必要以上的加壓也沒有效果。成型壓力根據(jù)合金粉末的組成及粒徑等適當(dāng)選擇。

加壓時(shí)間也沒有特別限制。加壓時(shí)間越長，得到密度越高的冷成型體。但是，如果加壓時(shí)間成為某一值以上，則密度飽和。通常密度在1～5秒飽和。

(d)預(yù)加熱工序是將通過(c)冷成型工序得到的冷成型體預(yù)加熱的工序。預(yù)加熱溫度沒有特別限制，通常為500℃以上且850℃以下。通過將預(yù)加熱的條件最優(yōu)化，可以在(e)熱成型工序中得到晶體組織均勻且微細(xì)的成型體。進(jìn)而，在(f)熱塑性加工工序中可以提高磁取向度。

通過將預(yù)加熱溫度設(shè)定為500℃以上，在熱成型工序中可以將晶界相充分液狀化。而且，在熱成型時(shí)成型體上不易產(chǎn)生裂紋。預(yù)加熱溫度可以設(shè)定為600℃以上，也可以設(shè)定為700℃以上。另一方面，通過將預(yù)加熱溫度設(shè)定為850℃以下，容易防止晶粒的粗大化。進(jìn)而，容易防止磁性材料的氧化。預(yù)加熱溫度可以設(shè)定為800℃以下，也可以設(shè)定為780℃以下。

預(yù)加熱時(shí)間只要是冷成型體達(dá)到規(guī)定的溫度的時(shí)間即可。通過適當(dāng)控制預(yù)加熱時(shí)間，在熱成型工序中可以將晶界相充分液狀化。而且，在熱成型時(shí)成型體上不易產(chǎn)生裂紋。進(jìn)而，容易防止晶粒的粗大化。預(yù)加熱時(shí)間也可以根據(jù)成型體的尺寸或預(yù)加熱溫度等適當(dāng)選擇。通常，成型體的尺寸越大，則優(yōu)選的預(yù)加熱時(shí)間越長。另外，預(yù)加熱溫度越低，則優(yōu)選的預(yù)加熱時(shí)間越長。預(yù)加熱時(shí)的氣氛沒有特別限制，但從防止磁性材料的氧化及磁特性的降低的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以設(shè)定為惰性氣氛或還原氣氛。

(e)熱成型工序是將通過(d)預(yù)加熱工序得到的預(yù)加熱后的冷成型體在熱條件下進(jìn)行加壓的工序。通過熱成型工序，可以使磁鐵材料致密化。

“熱成型”是所謂的熱壓法。如果使用熱壓法在熱條件下對(duì)冷成型體進(jìn)行加壓，則殘留于冷成型體中的氣孔消失，可以使之致密化。

使用熱壓法進(jìn)行熱成型的方法沒有特別地限制。例如，有將冷成型體預(yù)加熱，將預(yù)加熱后的冷成型體插入被加熱到規(guī)定的溫度的模型內(nèi)，對(duì)冷成型體施加規(guī)定時(shí)間的規(guī)定的壓力的方法。以下，記載通過上述的方法進(jìn)行熱成型的情況。

熱壓條件根據(jù)成分組成或所要求的特性選擇最佳的條件。通常，通過將熱壓溫度設(shè)定為750℃以上，可以使晶界相充分液狀化。而且，成型體的致密化變得充分，在成型體上不易產(chǎn)生裂紋。另一方面，通過將熱壓溫度設(shè)定為850℃以下，容易防止晶粒的粗大化。其結(jié)果，可以使磁特性提高。

熱壓時(shí)的壓力沒有特別地限制。壓力越高，則可以得到密度越高的熱成型體。但是，如果壓力成為某一值以上，則密度飽和。因此，即使進(jìn)行必要以上的加壓也沒有效果。熱壓壓力根據(jù)合金粉末的組成及粒徑等適當(dāng)選擇。

熱壓時(shí)間也沒有特別地限制。熱壓時(shí)間越長，則得到密度越高的熱成型體。但是，如果熱壓時(shí)間必要以上地延長，則可能導(dǎo)致晶粒的粗大化。熱壓時(shí)間根據(jù)合金粉末的組成及粒徑等適當(dāng)選擇。

熱壓時(shí)的氣氛沒有特別地限制，但從防止磁性材料的氧化及磁特性的降低的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以設(shè)定為惰性氣氛或還原氣氛。

(f)熱塑性加工工序是使通過(e)熱成型工序得到的熱成型體塑性變形為規(guī)定的形狀得到磁鐵材料的工序。熱塑性加工工序的方法沒有特別地限制，但從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選為利用熱擠出加工的方法。

加工溫度沒有特別地限制，通常，通過將加工溫度設(shè)定為750℃以上，可以將晶界相充分液狀化。而且，成型體的致密化充分，在成型體上不易產(chǎn)生裂紋。另一方面，通過將加工溫度設(shè)定為850℃以下，容易防止晶粒的粗大化。其結(jié)果，可以提高磁特性。通過在熱塑性加工工序之后根據(jù)需要實(shí)施后加工，可以得到具有所希望的成分組成及形狀的r-t-b系永久磁鐵。

(g)時(shí)效處理工序是對(duì)通過(f)熱塑性加工工序得到的r-t-b系永久磁鐵進(jìn)行時(shí)效處理的工序。在熱塑性加工后，將得到的r-t-b系永久磁鐵以比熱塑性加工時(shí)低的溫度保持等，由此對(duì)r-t-b系永久磁鐵實(shí)施時(shí)效處理。時(shí)效處理例如可以通過進(jìn)行在真空中或惰性氣體的存在下以400℃以上且700℃以下進(jìn)行10分以上且10小時(shí)以下的加熱的處理來進(jìn)行。時(shí)效處理根據(jù)需要也可以改變溫度進(jìn)行多次處理。通過這樣的時(shí)效處理，可以提高r-t-b系燒結(jié)磁鐵的磁特性。本實(shí)施方式的r-t-b系永久磁鐵中，進(jìn)行時(shí)效處理的溫度也可以設(shè)定為400℃～600℃的范圍。通過在該溫度范圍中根據(jù)組成、粒度和粒度分布的差異等各條件適當(dāng)調(diào)整時(shí)效處理溫度、時(shí)效處理時(shí)間，可以形成厚的二顆粒晶界，由此可以得到高的矯頑力。

以下，對(duì)通過熱成型工序及熱塑性加工工序得到具有磁各向異性的r-t-b系永久磁鐵的機(jī)理進(jìn)行說明。

熱成型體的內(nèi)部由結(jié)晶顆粒及晶界相構(gòu)成。熱成型時(shí)，如果成型體的溫度成為高溫，則晶界相開始液狀化。而且，如果加熱溫度成為更高溫，則結(jié)晶顆粒成為被液狀化后的晶界相包圍的狀態(tài)。而且，結(jié)晶顆粒成為能夠旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。但是，在該階段，易磁化軸的方向、即磁化的方向?yàn)榱銇y的狀態(tài)(各向同性狀態(tài))。即，通常熱成型體不具有磁各向異性。

其次，如果對(duì)得到的熱成型體實(shí)施熱塑性加工，則熱成型體塑性變形，得到具有所希望的形狀的磁鐵材料。此時(shí)，結(jié)晶顆粒向加壓方向壓縮而塑性變形，并且易磁化軸向加壓方向取向。因此，可以得到具有磁各向異性的r-t-b系永久磁鐵。

此外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。

實(shí)施例

以下，通過實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。

(實(shí)驗(yàn)例1～7)

首先，準(zhǔn)備原料合金。以原料合金的組成成為25.00nd-7.00pr-0.50co-0.50ga-0.20al-0.20cu-1.10zr-0.79b-余量fe(數(shù)字表示質(zhì)量％)的方式配合原料，將這些原料熔融之后，通過薄片連鑄法進(jìn)行鑄造，得到薄片狀的原料合金。

接著，對(duì)這些原料合金進(jìn)行了分別使之在室溫下吸附氫之后，在ar氣氛下分別進(jìn)行400℃、1小時(shí)的脫氫的氫粉碎處理(粗粉碎)。

此外，本實(shí)施例中，從該氫粉碎處理至燒結(jié)的各工序(微粉碎及成型)在低于50ppm的氧濃度的惰性氣體氣氛下進(jìn)行(以下的實(shí)驗(yàn)例中相同)。

接著，在進(jìn)行了氫粉碎處理的粗粉碎粉末中添加作為粉碎助劑的油酸酰胺0.15質(zhì)量％之后，使用氣流磨進(jìn)行微粉碎。在微粉碎時(shí)，通過調(diào)節(jié)氣流磨的分級(jí)條件，以r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑成為2.0μm的方式調(diào)節(jié)微粉碎粉末的粒徑。

為了調(diào)節(jié)最終的r-t-b系磁鐵的碳量，對(duì)得到的微粉碎粉末添加石墨粉末并混合。以碳量階段性增加的方式在0～0.17質(zhì)量％的范圍內(nèi)調(diào)整石墨粉末的添加量，準(zhǔn)備用于實(shí)驗(yàn)例1～7的微粉碎粉末。

將混合有石墨粉末的微粉碎粉末充填于配置在電磁鐵中的模型內(nèi)，進(jìn)行一邊施加1200ka/m的磁場(chǎng)一邊施加120mpa的壓力的磁場(chǎng)中成型，得到成型體。

之后，燒結(jié)得到的成型體。在真空中以1050℃保持12小時(shí)進(jìn)行了燒結(jié)后，進(jìn)行急冷，得到燒結(jié)體(r-t-b系燒結(jié)磁鐵)。然后，對(duì)得到的燒結(jié)體實(shí)施850℃下1小時(shí)、及500℃下1小時(shí)(均在ar氣氛下)的2階段的時(shí)效處理，得到實(shí)驗(yàn)例1～7的各r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

表1中表示對(duì)實(shí)驗(yàn)例1～7的r-t-b系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行了組成分析的結(jié)果。對(duì)于表1所示的各元素的含量，nd、pr、dy、tb、fe、co、ga、al、cu及zr通過熒光x射線分析進(jìn)行測(cè)定，b通過icp發(fā)光分析進(jìn)行測(cè)定，o通過惰性氣體熔融-非分散型紅外線吸收法進(jìn)行測(cè)定，c通過氧氣流中燃燒-紅外吸收法進(jìn)行測(cè)定，n通過惰性氣體熔融-熱導(dǎo)法進(jìn)行測(cè)定。另外，關(guān)于[b]+[c]-[zr]，通過將利用這些方法得到的質(zhì)量％計(jì)的各元素的含量變換成原子％計(jì)的含量的值而算出。此外，表中的t.re是nd、pr、dy及tb的含量的合計(jì)的值，表示r-t-b系燒結(jié)磁鐵中的稀土元素的總含量。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)例1～7中得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵，評(píng)價(jià)主相顆粒的平均粒徑。主相顆粒的平均粒徑在對(duì)試樣的截面進(jìn)行研磨后，利用掃描型電子顯微鏡進(jìn)行觀察，導(dǎo)入到圖像分析軟件中求出粒徑分布。表1中一并表示主相顆粒的平均粒徑的值。

使用b-h示蹤儀測(cè)定實(shí)驗(yàn)例1～7中得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的磁特性。作為磁特性，測(cè)定剩余磁通密度br和矯頑力hcj。表1中一并表示結(jié)果。

根據(jù)組成分析及主相顆粒的平均粒徑的評(píng)價(jià)的結(jié)果判斷，實(shí)驗(yàn)例2～6的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此，相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例1、7的r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，因此，相當(dāng)于比較例。

如表1所示，確認(rèn)了因?yàn)閷?shí)驗(yàn)例2～6的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力比實(shí)驗(yàn)例1、7的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力高，所以在5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的范圍可以得到高的矯頑力。進(jìn)而，還確認(rèn)了其中滿足5.2≦[b]+[c]-[zr]≦5.4的實(shí)驗(yàn)例3～6的矯頑力為更高的值。

(實(shí)驗(yàn)例8～13)

以得到表2所示的組成的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方式配合原料，與實(shí)驗(yàn)例1同樣地對(duì)各組成進(jìn)行原料合金的鑄造、氫粉碎處理、利用氣流磨的微粉碎。

對(duì)利用氣流磨微粉碎后的粉末進(jìn)一步使用珠磨機(jī)進(jìn)行微粉碎，制作微粉碎粉末。利用珠磨機(jī)的粉碎使用直徑0.8mm的氧化鋯珠，溶劑使用正鏈烷烴進(jìn)行規(guī)定時(shí)間。通過調(diào)節(jié)粉碎的轉(zhuǎn)速及粉碎時(shí)間，調(diào)節(jié)微粉碎粉末的粒徑以使r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑成為1.3μm左右。

將得到的微粉碎粉末以維持漿料的狀態(tài)充填于配置在電磁鐵中的模型內(nèi)，進(jìn)行一邊施加1200ka/m的磁場(chǎng)一邊施加120mpa的壓力的磁場(chǎng)中成型，得到成型體。

之后，燒結(jié)得到的成型體。在真空中以150℃進(jìn)行了2小時(shí)的脫溶劑處理后，連續(xù)地在真空中升溫至1040℃，這樣保持12小時(shí)進(jìn)行燒結(jié)后，急冷，得到燒結(jié)體(r-t-b系燒結(jié)磁鐵)。然后，對(duì)得到的燒結(jié)體實(shí)施850℃下1小時(shí)、及470℃下1小時(shí)(均在ar氣氛下)的2階段的時(shí)效處理，得到實(shí)驗(yàn)例8～13的各r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)例8～13的r-t-b系燒結(jié)磁鐵，與實(shí)驗(yàn)例1～7同樣地進(jìn)行組成分析，將其結(jié)果、及評(píng)價(jià)了主相顆粒的平均粒徑的結(jié)果一并示于表2中。在zr含量為0.50質(zhì)量％的實(shí)驗(yàn)例8的r-t-b系燒結(jié)磁鐵中，在燒結(jié)磁鐵中確認(rèn)有異常晶粒生長至100μm左右的大小的主相顆粒。另外，在zr含量為0.65質(zhì)量％的實(shí)驗(yàn)例9的r-t-b系燒結(jié)磁中，局部確認(rèn)有晶粒生長至10μm左右的大小的主相顆粒，與實(shí)驗(yàn)例10～13的r-t-b系燒結(jié)磁鐵相比，發(fā)現(xiàn)有平均粒徑的值稍微增大的趨勢(shì)。

將測(cè)定實(shí)驗(yàn)例8～13中得到的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的磁特性得到的結(jié)果一并示于表2中。實(shí)驗(yàn)例9～12的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例8、13的r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于比較例。

確認(rèn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)例9～12的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力比實(shí)驗(yàn)例8、13的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力高，所以在5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的范圍可以得到高的矯頑力。進(jìn)而，還確認(rèn)了其中滿足5.2≦[b]+[c]-[zr]≦5.4的實(shí)驗(yàn)例10、11的矯頑力成為更高的值。

(實(shí)驗(yàn)例14～20)

以得到表3所示的組成的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方式配合原料，且以r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑成為1.0μm左右的方式調(diào)整珠磨機(jī)的粉碎條件，除此之外，與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地制作了實(shí)驗(yàn)例14～20的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

將與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地評(píng)價(jià)了實(shí)驗(yàn)例14～20的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的組成、主相顆粒的平均粒徑、及磁特性的結(jié)果一并示于表3中。實(shí)驗(yàn)例15～19的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此，相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例14、20的r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于比較例。

確認(rèn)到因?yàn)閷?shí)驗(yàn)例15～19的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力比實(shí)驗(yàn)例14、20的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的矯頑力高，所以在5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的范圍可以得到高的矯頑力。進(jìn)而，確認(rèn)到其中滿足5.2≦[b]+[c]-[zr]≦5.4的實(shí)驗(yàn)例17、18的矯頑力成為更高的值。

(實(shí)驗(yàn)例21～24)

進(jìn)行了相對(duì)于主相顆粒的平均粒徑確認(rèn)矯頑力變化的實(shí)驗(yàn)。與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地，在進(jìn)行了原料合金的鑄造、氫粉碎處理、利用氣流磨的微粉碎之后，使用珠磨機(jī)進(jìn)行微粉碎，制作微粉碎粉末。改變珠磨機(jī)的粉碎條件，制作粒徑不同的微粉碎粉末，由此制作了主相顆粒的平均粒徑不同的實(shí)驗(yàn)例22～24的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。進(jìn)而，也制作了僅通過氣流磨進(jìn)行微粉碎而不進(jìn)行通過珠磨機(jī)的微粉碎的標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)例21)。實(shí)驗(yàn)例21～24是以同等組成下的比較為目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，但因?yàn)楦鶕?jù)用珠磨機(jī)粉碎的微粉碎粉末的粒徑而最終在r-t-b系燒結(jié)磁鐵中含有的碳量發(fā)生變化，所以關(guān)于實(shí)驗(yàn)例23、24，以成為[b]+[c]-[zr]＝5.3的方式增加原料配合中的zr量進(jìn)行調(diào)整。此外，本實(shí)驗(yàn)中，即使改變珠磨機(jī)的粉碎條件，也不能使微粉碎粉末的粒徑減小到一定以上，因此，不能制作主相顆粒的平均粒徑低于0.8μm的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

將與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地評(píng)價(jià)了實(shí)驗(yàn)例21～24的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的組成、主相顆粒的平均粒徑、及磁特性的結(jié)果示于表4中。實(shí)驗(yàn)例22～24的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例21的r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于比較例。

確認(rèn)到在以成為[b]+[c]-[zr]＝5.3的組成條件進(jìn)行了比較的情況下，主相顆粒的平均粒徑為2.8μm以下的實(shí)驗(yàn)例22～24的r-t-b系燒結(jié)磁鐵與主相顆粒的平均粒徑為3.6μm的實(shí)驗(yàn)例21相比，得到了更高的矯頑力。

(實(shí)驗(yàn)例25～30)

以得到表5所示的組成的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方式配合原料，且以r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑為1.5μm左右的方式調(diào)整珠磨機(jī)的粉碎條件，除此之外，與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地制作了實(shí)驗(yàn)例25～30的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。

將與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地評(píng)價(jià)了實(shí)驗(yàn)例25～30的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的組成、主相顆粒的平均粒徑、及磁特性的結(jié)果一并示于表5中。實(shí)驗(yàn)例26、29的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例25、27、28、30的各r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于比較例。

如本實(shí)驗(yàn)例，確認(rèn)了在含有微量的dy、tb的組成中，在5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的范圍內(nèi)也能夠得到高的矯頑力。

(實(shí)驗(yàn)例31～36)

以得到表6所示的組成的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的方式配合原料，并調(diào)整珠磨機(jī)的粉碎條件，除此之外，與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地制作了實(shí)驗(yàn)例31～36的r-t-b系燒結(jié)磁鐵。在實(shí)驗(yàn)例31～33中，以r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑成為0.8μm左右的方式調(diào)整珠磨機(jī)的粉碎條件，在實(shí)驗(yàn)例34～36中，以r-t-b系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒的平均粒徑成為1.0μm左右的方式調(diào)整珠磨機(jī)的粉碎條件。

將與實(shí)驗(yàn)例8～13同樣地評(píng)價(jià)了實(shí)驗(yàn)例31～36的r-t-b系燒結(jié)磁鐵的組成、主相顆粒的平均粒徑、及磁特性的結(jié)果一并示于表6中。實(shí)驗(yàn)例32、35的r-t-b系燒結(jié)磁鐵滿足本發(fā)明的條件，因此相當(dāng)于實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例31、33、34、36的各r-t-b系燒結(jié)磁鐵不滿足本發(fā)明的條件，所以相當(dāng)于比較例。

本實(shí)驗(yàn)例中，也確認(rèn)了在5.0≦[b]+[c]-[zr]≦5.6的范圍可以得到高的矯頑力。